JP2014001812A

JP2014001812A - スラスト玉軸受

Info

Publication number: JP2014001812A
Application number: JP2012137905A
Authority: JP
Inventors: Kosho Otani; 晃章大谷; Shikyo Ko; 強黄志; Hiroshi Sakamoto; 洋坂本
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-01-09

Abstract

【課題】保持器がシャフトに接触したとしても、保持器の連れ回りを抑制して、レースの早期摩耗、保持器の摩耗、及びトルク変動を抑制することができるスラスト玉軸受を提供する。
【解決手段】円環状に形成され、互いに軸方向で離間して平行配置される一対のレース３１，３２と、一対のレース３１，３２間に転動自在に配置される複数の玉３３と、一対のレース３１，３２間に配置され、複数の玉３３を周方向に略等間隔に保持する保持器３４と、を備え、保持器３４は、軸方向両端部に面取り３５ａをそれぞれ施した内径面３５、又は、径方向内側に膨出する断面円弧状の内径面３６を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、スラスト玉軸受に関し、より詳細には、冷凍冷蔵庫やエアコンなどの密封型のコンプレッサに使用されるスラスト玉軸受に関する。

冷凍冷蔵庫やエアコンなどの密封型のコンプレッサは、近年の環境対応にも応えるべく、消費電力の低減化、騒音の防止など高い効率化が求められている。その対策の一環として、コンプレッサのシャフトを回転自在に支承する部分に、スラスト玉軸受が使用される。この部分にスラスト玉軸受が使用されることにより、回転特性が向上してコンプレッサの効率が向上する。

そして、冷凍冷蔵庫やエアコンなどの密封型のコンプレッサに使用される従来のスラスト玉軸受としては、環状に形成され、互いに軸方向で離間して平行配置される一対のレースと、一対のレース間に転動自在に配置される複数の玉と、一対のレース間に配置され、複数の玉を略等間隔に保持する保持器と、を備え、保持器の内径面がフラット形状に形成されるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許第４２６８５１９号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のスラスト玉軸受では、保持器の内径面がフラット形状であるため、保持器の内径面がシャフトに接触した場合、保持器がシャフトに連れ回されることがある。このため、保持器と複数の玉との相互作用で、複数の玉の正常な自転及び公転が阻害され、複数の玉と転動面との間に滑りが発生して、この結果、レースの早期摩耗、保持器の摩耗、及びトルク変動が発生する可能性があった。

本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、保持器がシャフトに接触したとしても、保持器の連れ回りを抑制して、レースの早期摩耗、保持器の摩耗、及びトルク変動を抑制することができるスラスト玉軸受を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
（１）円環状に形成され、互いに軸方向で離間して平行配置される一対のレースと、一対のレース間に転動自在に配置される複数の玉と、一対のレース間に配置され、複数の玉を周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備えるスラスト玉軸受であって、保持器は、軸方向両端部に面取りをそれぞれ施した内径面、又は、径方向内側に膨出する断面円弧状の内径面を有することを特徴とするスラスト玉軸受。
（２）内径面に面取りを施す場合、片側の面取りの軸方向幅は、保持器の軸方向幅に対して、３０％〜４５％に設定されることを特徴とする（１）に記載のスラスト玉軸受。
（３）面取りは、円弧状の面取りであることを特徴とする（２）に記載のスラスト玉軸受。
（４）内径面を断面円弧状にする場合、内径面の円弧の曲率半径は、保持器の軸方向幅に対して、５０％以上１００％未満に設定されることを特徴とする（１）に記載のスラスト玉軸受。
（５）冷凍冷蔵庫又はエアコンに内蔵されるコンプレッサに使用されることを特徴とする（１）〜（４）のいずれか１つに記載のスラスト玉軸受。

本発明のスラスト玉軸受によれば、保持器は、軸方向両端部に面取りをそれぞれ施した内径面、又は、径方向内側に膨出する断面円弧状の内径面を有するため、シャフトに接触する保持器の内径面の面積を小さくすることができる。これにより、保持器がシャフトに接触したとしても、保持器の連れ回りを抑制することができるので、レースの早期摩耗、保持器の摩耗、及びトルク変動を抑制することができる。

本発明に係るスラスト玉軸受の第１実施形態が使用されたコンプレッサを説明する断面図である。図１に示すスラスト玉軸受を説明する拡大断面図である。図２に示す保持器を説明する斜視図である。本発明に係るスラスト玉軸受の第２実施形態を説明する図２に対応する拡大断面図である。図４に示す保持器を説明する一部切欠斜視図である。

以下、本発明に係るスラスト玉軸受の各実施形態が使用されたコンプレッサについて、図面に基づいて詳細に説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図３を参照して、本発明に係るスラスト玉軸受の第１実施形態が使用されたコンプレッサについて説明する。

本実施形態のコンプレッサ１０は、図１に示すように、密閉容器１１を有し、その内部に駆動系などが配置される構造である。密閉容器１１の内部には、固定子１２及び回転子１３を有する回転駆動部１４、回転駆動部１４の動作により圧縮又は膨張する冷媒（例えば、冷媒ガスなど）などが設けられている。なお、コンプレッサ１０は、冷凍冷蔵庫やエアコンなどに内蔵されている。

回転子１３は、圧入により一体化された状態でシャフト１５に連結される。シャフト１５は、回転子１３が固定される主軸部１６と、主軸部１６の上端部に形成される鍔部１７と、鍔部１７の上面に形成され、主軸部１６に対し偏心して配置される偏心軸部１８と、を有する。

シャフト１５の上部片側位置には、シリンダブロック２０が設けられる。シリンダブロック２０は、略円筒形の圧縮室２１を有する。この圧縮室２１にピストン２２が往復自在に嵌挿される。また、ピストン２２は、偏心軸部１８との間を連結部材２３により連結されている。

そして、シャフト１５の主軸部１６は、主軸受１９に対して上下方向に沿って挿通されている。また、シャフト１５の鍔部１７の下面と主軸受１９の上面との間にはスラスト玉軸受３０が配置されている。これらにより、シャフト１５が回転自在に支承されると共に、シャフト１５と回転子１３の重力方向の荷重（自重）が支持される。

スラスト玉軸受３０は、図２に示すように、円環状に形成され、互いに軸方向で離間して平行配置される上下一対の上下レース３１，３２と、上下レース３１，３２間に転動自在に配置される複数の玉３３と、上下レース３１，３２間に配置され、複数の玉３３を周方向に略等間隔に保持する保持器３４と、を備え、主軸部１６に遊嵌されている。また、上下レース３１，３２は、複数の玉３３が接する転動面３１ａ，３２ａをそれぞれ有している。なお、上下レース３１，３２及び複数の玉３３は金属製であり、保持器３４は合成樹脂製である。また、潤滑成分が混合された冷媒が、上下レース３１，３２間の軸受空間を循環経路としている。なお、図中の符号３４ａは、玉３３を保持するポケットである。

そして、本実施形態では、図２及び図３に示すように、保持器３４は、軸方向両端部に円弧状の面取り３５ａをそれぞれ施した内径面３５を有している。また、片側の面取り３５ａの軸方向幅Ｌ１は、保持器の軸方向幅Ｌ２に対して、３０％〜４５％に設定されている。具体的には、例えば、Ｌ１＝０．７ｍｍ〜１．０３ｍｍ、Ｌ２＝２．３ｍｍで、Ｌ１／Ｌ２×１００＝３０％〜４５％に設定されている。なお、本実施形態では、面取り３５ａは、円弧状の面取りでなく、直線状の面取りであってもよい。なお、複数の玉３３のピッチ円が保持器３４の径方向中心を通る円よりも径方向外側に位置するように、保持器３４の外径部分を薄肉とすることによって、保持器３４の径方向寸法が大きくなるのを抑えることができる。

以上説明したように、本実施形態のスラスト玉軸受３０によれば、保持器３４は、軸方向両端部に面取り３５ａをそれぞれ施した内径面３５を有するため、シャフト１５に接触する保持器３４の内径面３５の面積を小さくすることができる。これにより、保持器３４がシャフト１５に接触したとしても、保持器３４の連れ回りを抑制することができるので、上下レース３１，３２の早期摩耗、保持器３４の摩耗、及びトルク変動を抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図４及び図５を参照して、本発明に係るスラスト玉軸受の第２実施形態について説明する。なお、上記第１実施形態と同一又は同等部分については、図面に同一或いは同等の符号を付してその説明を省略或いは簡略化する。

本実施形態では、図４及び図５に示すように、保持器３４は、径方向内側に膨出する断面円弧状の内径面３６を有している。また、内径面３６の円弧の曲率半径Ｒは、保持器３４の軸方向幅Ｌ２に対して、５０％以上１００％未満に設定されている。また、より好ましくは、内径面３６の円弧の曲率半径Ｒは、保持器３４の軸方向幅Ｌ２に対して、５０％〜７６％に設定されている。具体的には、例えば、Ｒ＝１．１５ｍｍ、１．４５ｍｍ、１．７５ｍｍ、Ｌ２＝２．３ｍｍで、Ｒ／Ｌ２×１００＝５０％、６３％、７６％にそれぞれ設定されている。

以上説明したように、本実施形態のスラスト玉軸受３０によれば、保持器３４は、径方向内側に膨出する断面円弧状の内径面３６を有するため、シャフト１５に接触する保持器３４の内径面３６の面積を小さくすることができる。これにより、保持器３４がシャフト１５に接触したとしても、保持器３４の連れ回りを抑制することができるので、上下レース３１，３２の早期摩耗、保持器３４の摩耗、及びトルク変動を抑制することができる。
その他の構成及び作用効果については、上記第１実施形態と同様である。

なお、本発明は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１０コンプレッサ
３０スラスト軸受
３１上レース
３２下レース
３３玉
３４保持器
３５内径面
３５ａ面取り
３６内径面
Ｌ１面取りの軸方向幅
Ｌ２保持器の軸方向幅
Ｒ円弧の曲率半径

Claims

円環状に形成され、互いに軸方向で離間して平行配置される一対のレースと、
前記一対のレース間に転動自在に配置される複数の玉と、
前記一対のレース間に配置され、前記複数の玉を周方向に略等間隔に保持する保持器と、を備えるスラスト玉軸受であって、
前記保持器は、軸方向両端部に面取りをそれぞれ施した内径面、又は、径方向内側に膨出する断面円弧状の内径面を有することを特徴とするスラスト玉軸受。
前記内径面に面取りを施す場合、片側の前記面取りの軸方向幅は、前記保持器の軸方向幅に対して、３０％〜４５％に設定されることを特徴とする請求項１に記載のスラスト玉軸受。
前記面取りは、円弧状の面取りであることを特徴とする請求項２に記載のスラスト玉軸受。
前記内径面を断面円弧状にする場合、前記内径面の円弧の曲率半径は、前記保持器の軸方向幅に対して、５０％以上１００％未満に設定されることを特徴とする請求項１に記載のスラスト玉軸受。
冷凍冷蔵庫又はエアコンに内蔵されるコンプレッサに使用されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のスラスト玉軸受。